Qattiq jismlarning elektr o’tkazuvchanligi

Qattiq jismlardagi kimyoviy bog’lanish turlari.

Zona nazariyasi metallarning elektr o’tkazuvchanligini izohlashda klassik nazariya duch kelgan qiyinchiliklarni bartaraf qilish bilan birga, yarim-o’tkazgichlarning xossalarini ham tushuntirib beradi. Yarimo’tkazgich shu bilan harakterlanadiki, unda ham dielektrikdagi singari butun pastki zona elektronlar bilan to’lgan, biroq zonalar orasidagi d masofa kichik bo’ladi. Bu holda elektronlarning bir qismi issiqlik harakat ta’sirida yo’qorigi zona o’tishi va birmuncha elektr o’tkazuvchanlik vujudga keltirishi mumkin. Temperatura ortganda bunday electron-larning soni tez orta boshlaydi.

Yarimo’tkazgichlar elektr o’tkazuvchanligining yana bir xususiyati bor. Elektronlarning pastki to’lgan zonadan yo’qori zonaga o’tishi pastki zonada bo’sh joylar- "teshik" larni vujudga keltiradi. Bu hol pastki zonadagi elektronlarning ham elektr o’tkazuvchanlikda ishtirok etishiga imkon beradi. Elektronlarning tashqi maydon ta’sirida ko’chishi natijasida "teshik" ham elektronlarning harakat yunalishiga teskari yunalishda siljidi. Ravshanki, bunday "teshik"ning ko’chishi musbat zaryadning ko’chishiga ekvivalent bo’lali. Demak, yarim o’tkazgichlarning elektr o’tkazuvchanligi aralash-elektron va "teshik"li harakterda bo’ladi. Yarimo’tkazgichlarda aralashmalarning bo’lishi alohida rol o’ynaydi. Tarkibida aralashma bo’lgan yarim o’tkazgichlarda qo’shimcha energetik sathlar vujudga kelib, ular toza yarim o’tkazgichning pastki va yo’qorigi zonalari oraligida joylashadi. CuO, PbS va hokazo tipdagi yarim o’tkazgichlarda metall aralashmasi elektronlar bilan to’ldirilgan oraliq sathlarning hosil bo’lishiga sabab bo’ladi. Elektronlar bunday oraliq sathlaridan nisbatan osonlik bilan yuqori bo’sh xonaga o’tishi va elektron o’tkazuvchanlik vujudga keltirishi mumkin. Metalloid aralashmalar elektronlarga to’lmagan oraliq sathlar hosil qiladi. Elektronlar bunday "bo’sh" sathlarga pastki to’ldirilgan zonadan osonlik bilan o’ta oladilar, bu "teshik"li o’tkazuvchanlikni vujudga keltiradi.

Kovalent bog'lanish. Kovalent bog'lanish, asosan, metalmas atomlari orasida vujudga keladi. Atomlarning o'zaro bir yoki bir necha elektron juftlik hosil qilishi natijasida vujudga keladigan bog'lanish kovalent bog'lanish deyiladi. Kovalent bog'lanish tabiatiga ko'ra 2 xil bo'ladi:

1. 
   Qutbsiz kovalent bog'lanish. Elektromanfiylik qiymati jihatidan o'zaro teng bo'lgan element atomlari o'rtasida vujudga kelgan bog'lanish qutbsiz kovalent bog'lanish deyiladi.
   

Bunda atomlar o'rtasida hosil bo'lgan umumlashgan elektron juftlik har ikkala atom yadrolaridan bir xil uzoqlikda joylashadi. Qutbsiz kovalent bog'lanishli moddalarga, ko'pincha, oddiy moddalar H₂, O₂, Cl₂, N₂ molekulalarini misol qilishi mumkin.

2. 
   Qutbli kovalent bog'lanish. Elektromanfiylik qiymatlari jihatidan bir-biridan oz farq qiladigan element atomlari orasida vujudga kelgan bog'lanish qutbli kovalent bog'lanish deyiladi.
   

Bunda atomlar o'rtasida hosil bo'lgan umumlashgan elektron juftlik elektromanfiyligi kuchliroq element atomi tomon siljigan bo'ladi, natijada molekulani bir tomonida musbat qutb, ikkinchi tomonida manfiy qutb (dipol) vujudga keladi. Molekula qutbli bo'ladi. Elementlarning kovalent bog'lanish hosil qilish xususiyati, ularning kovalentligi (valentligi) deyiladi. Metall bog'lanish. Ko'pchilik metallarning o'zlariga xos bir necha xususiyatlari mavjud bo'lib, bu bilan ular boshqa oddiy va murakkab moddalardan farq qiladi. Metallarning suyuqlanish va qaynash haroratlarining yuqori bo'lishi, metall sirtidan yorug'lik va tovushning qaytishi, ulardan issiqlik va elektr tokining yaxshi o'tishi, zarba tasirida yassilanishi kabi xossalar metallarning eng muhim fizik xossalaridandir. Bu xossalar faqat metallarga mansub bo'lgan metall bog'lanish mavjudligi bilan tushuntiriladi. Ma'lumki, barcha metallar kristall moddalardir. Metall kristallaridagi panjara tugunlarining bir qismida ion joylashgan bo'ladi. Metallarning tashqi energetik pog'onalaridagi valent elektronlari atom yadrosi bilan kuchsiz bog'langani uchun oson uziladi. Uzilgan elektronlar atomlar va ionlar oralig'ida harakatlanib yuradi, agar erkin elektron bironta elektronini yo'qotgan atomga (ionga) yakin kelib qolsa, unga birikib, ionni neytral atomga aylantiradi. Demak, erkin elektronlar goh bir ion, goh ikkinchi ion atrofida aylanib yuradi va metall kristallidagi barcha atomlar (ionlar) orasida bog'lanish hosil qiladi. Kimyoviy bog'lanishning bunday turi metal bog'lanish deyiladi.

Donor - akseptorli bog'lanish. Kovalent bog'lanishning boshqacha donor – akseptorli mexanizmli turi ham bo'lishi mumkin. Bunday kimyoviy bog'lanish bitta atomning ikki elektroni bilan boshqa atomning erkin orbitali hisobiga vujudga keladi. Misol uchun: HCl bilan NH₃ ni birikishi donor-akseptorli bo'ladi: NH₃  HC1  NH₄ Cl yoki NH₃  H^  NH₄^ Ammiak molekulasida azot atomining bo'linmagan elektron jufti bo'ladi. Vodorod ionida 1S - orbital bo'sh uni H^ deb belgilaymiz.

Ammoniy ioni hosil bo'lishida azotning elektron jufti azot va vodorod atomlari uchun umumiy bo'lib qoladi, ya'ni molekulyar elektron bulutga aylanadi. Vodorod ionining zaryadi umumiy bo'lib qoladi (u de-lokallashgan, ya'ni barcha atomlar orasida tarqalgan). Bo'linmagan elektron juftini beradigan atom elektronodonor, uni biriktirib oladigan (ya'ni bo'sh orbital beradigan) atom elektronoakseptor deyiladi. Bir atomning (elektrodonorning) ikki elektron jufti va boshqa atomning (elektronoakseptorning) bo'sh orbitali hisobiga kovalent bog'lanish hosil bo'lish

mexanizmi donor-akseptorli mexanizm deyiladi. Shu yo'l bilan hosil bo'lgan kovalent bog'lanish donor-akseptorli kovalent bog'lanish deyiladi.